Survei Pendahuluan Geologi dan Geokimia Daerah Panas Bumi ...
Transcript of Survei Pendahuluan Geologi dan Geokimia Daerah Panas Bumi ...
PENYELIDIKAN PENDAHULUAN GEOLOGI DAN GEOKIMIA DAERAH PANAS BUMI
KABUPATEN KAMPAR DAN KUANTAN SINGINGI, PROVINSI RIAU
Anna Yushantarti, Lano Adhitya Permana, dan Dikdik Risdianto
Kelompok Penyelidikan Panas Bumi, Pusat Sumber Daya Geologi
ABSTRAK
Kegiatan penyelidikan pendahuluan panas bumi di Kabupaten Kampar dan Kabupaten
Kuantan Singingi dilakukan untuk mengetahui karakteristik panas bumi yang terdapat di
wilayah tersebut, dengan menggunakan pendekatan metode geologi dan geokimia yang
meliputi pengamatan dan pengambilan conto di lapangan, analisis laboratorium serta
interpretasi data.
Hasil penyelidikan menunjukkan bahwa geologi daerah penyelidikan terdiri dari batuan
sedimen dan endapan permukaan yang terbentuk mulai Pliosen hingga Resen. Secara umum,
struktur yang berkembang di daerah penyelidikan mengikuti pola struktur regional Pulau
Sumatera yang berarah baratlaut-tenggara. Kehadiran struktur geologi tersebut yang
mengontrol pemunculan manifestasi panas bumi di daerah penyelidikan.
Manifestasi panas bumi permukaan di berupa mata air panas yang tersebar di tiga
lokasi, yaitu Kepanasan, Gunung Sahilan, dan Sungai Pinang dengan temperatur manifestasi
sekitar 49,7 – 64,5 °C. Ketiga daerah tersebut memiliki tipe air bikarbonat. Sistem panas bumi
daerah Kepanasan, Gunung Sahilan, dan Sungai Pinang diperkirakan berkaitan dengan
cekungan sedimen dan radiogenik. Daerah Gunung Sahilan dan Sungai Pinang, masing-
masing mempunyai potensi panas bumi sebesar 5 MWe (sumber daya spekulatif) dengan
perkiraan temperature Gunung Sahilan 90°C dan Sungai Pinang 83°C, sedangkan daerah
Kepanasan memiliki potensi panas bumi sebesar 10 MWe (sumber daya spekulatif) dengan
perkiraan temperature 138°C.
PENDAHULUAN
Penyelidikan pendahuluan geologi
dan geokimia daerah panas bumi Kampar
dan Kuantan Singingi, Provinsi Riau telah
dilakukan pada Maret-April 2015. Secara
geografis Kabupaten Kampar terletak pada
posisi koordinat 100°28’30” – 101°14’30”
BT dan 1°00’40” LU - 0°27’00” LS dan
Kabupaten Kuantan Singingi, secara
geografis terletak pada 0⁰-1⁰ LS dan
101⁰02’-101⁰55’ BT (Gambar 1).
METODOLOGI
Metode geologi digunakan untuk
mengetahui sebaran batuan, mengenali
gejala tektonik, dan karakteristik fisik
manifestasi panas bumi. Pemetaan
morfologi, satuan batuan, struktur geologi
dan manifestasi panas bumi, dimaksudkan
untuk lebih mengetahui hubungan antara
semua parameter geologi yang berperan
dalam pembentukan sistem panas bumi di
daerah tersebut.
Metode geokimia dilakukan untuk
mengetahui karakteristik fluida dan
temperatur reservoir panas bumi.
Karakteristik beberapa parameter
diperoleh dari jenis manifestasi,
konsentrasi senyawa kimia dalam fluida
panas yang terkandung dalam sampel air,
dan anomali distribusi horisontal pada
tanah kedalaman satu meter sebagai
indikasi sumber daya panas bumi.
Parameter yang digunakan meliputi sifat
fisika dan kimia manifestasi, data hasil
analisis kimia air, serta Hg tanah.
MANIFESTASI PANAS BUMI
Ada 2 manifestasi air panas di
daerah Kampar (Air Panas Kepanasan dan
Gunung Sahilan) dan satu manifestasi di
Sungai Pinang (Air Panas Sungai Pinang).
a. Mata air panas Kepanasan
Lokasi air panas berada di Desa
Sinamanenek, Kecamatan Sinamanenek,
Kabupaten Kampar dan terletak pada
koordinat 695099 mE, 86575 mN pada
elevasi 45 m. Karakteristik fisik air panas
berupa air yang keluar dari celah batuan
dengan temperatur air sekitar 64,5 °C pada
temperatur udara 31,7 °C, pH netral 8,27,
debit 1 L/detik, daya hantar listrik 1127
μS/cm, tidak ditemukan adanya sinter dan
tidak berbau. Mata air panas muncul
melalui celah batuan dan ditampung ke
dalam kolam yang berukuran sekitar 3 X 8
m2.
b. Mata air panas Gunung Sahilan
Lokasi air panas berada di
Kecamatan Gunung Sahilan Kabupaten
Kampar yang terletak pada koordinat
762471 mE, 2964 mN pada elevasi 34 m.
Karakteristik fisik air panas berupa air yang
keluar dari celah batuan muncul berupa
kolam dengan temperatur air sekitar 50 °C
pada temperatur udara 30,5 °C, pH netral
8,02, debit 0.5 L/detik, daya hantar listrik
743 μS/cm, serta memiliki luas kolam
sekitar 4X5 m2. Mata air panas muncul
melalui celah batuan. Lokasi mata air
panas ini berada di kawasan taman
nasional dan berdekatan dengan kawasan
PT Riau Pulp.
c. Mata air panas Sungai Pinang
Lokasi air panas berada di daerah
Kecamatan Sungai Pinang, Kabupaten
Kuantan Singingi dan terletak pada
koordinat 768875 mE, 9935138 mS pada
elevasi 85 m. Karakteristik fisik air panas
berupa air yang keluar dari celah batuan
yang berada dipinggir sungai kecil dengan
temperatur air sekitar 49,7 °C pada
temperatur udara 28,3 °C , pH netral 7,22,
debit 0.5 L/detik, daya hantar listrik 474
μS/cm, serta luas kolam sekitar 2 X 3 m2.
Total energi panas yang hilang
secara alamiah dari mata air panas/ hangat
yang terdapat di Kepanasan adalah
sebesar 260 kWth, Gunung Sahilan adalah
sebesar 40,5 kWth, dan Sungai Pinang
adalah sebesar 80 kWth.
GEOLOGI
Sistem panas bumi yang terdapat di
Kabupaten Kampar dan Kabupaten
Kuantan Singingi dicirikan oleh
pemunculan tiga lokasi manifestasi panas
bumi berupa mata air panas, yang terdapat
di daerah Kepanasan, Gunung Sahilan dan
Sungai Pinang. Secara umum, karakteristik
morfologi yang terdapat di daerah
penyelidikan berupa perbukitan
bergelombang lemah dan pedataran,
sedangkan litologinya tersusun atas batuan
sedimen dan endapan permukaan.
Secara geologi regional, daerah
penyelidikan termasuk dalam bagian
Cekungan Sumatera Tengah dan
merupakan cekungan belakang busur.
Pada Kala Miosen, Cekungan Sumatera
Tengah mengalami penurunan
(subsidence). Pada saat tersebut, di
daerah penyelidikan (Gunung Sahilan dan
Kepanasan) mulai diendapkan satuan
batupasir yang merupakan bagian dari
Formasi Petani yang berumur Miosen
Tengah hingga pliosen dan diperkirakan
proses pengendapanya mulai dari
lingkungan laut dangkal, pantai hingga
lingkungan delta. Sementara itu, di daerah
Sungai Pinang pada umur Miosen Akhir
diendapkan satuan batulempung yang
merupakan bagian dari Anggota Bawah
Formasi Palembang dan diduga
diendapkan mulai dari lingkungan neritik
hingga berubah secara berangsur menjadi
laut dangkal. Adanya aktivitas tektonik Kala
Plio-Plistosen di Cekungan Sumatera
Tengah, menye-babkan terjadinya
pengangkatan
sekaligus menghasilkan deformasi pada
satuan batuan di daerah penyelidikan yang
berupa struktur sesar. Pada umur Holosen-
Resen telah terjadi ekspos batuan ke
permukaan yang mengakibatkan proses
erosi dan pengendapan endapan aluvial.
Berdasarkan hasil analisis peta
digital elevation model (DEM) dan
pengamatan di lapangan, menunjukkan
bahwa struktur geologi yang berkembang
di daerah Kepanasan berupa struktur yang
berarah baratlaut-tenggara. Pola struktur
sesar berarah baratlaut-tenggara yang
memotong satuan batupasir diperkirakan
sebagai pengontrol munculnya manifestasi
mata air panas Gunung Sahilan. Struktur
yang berkembang di Sungai Pinang berupa
struktur berarah baratlaut-tenggara dan
timurlaut-baratdaya.
GEOKIMIA
Kimia Air
Fluida panas bumi naik ke
permukaan sebagai air panas bisa
mengalami proses pendinginan karena
proses konduksi panas ke batuan
sekitarnya, proses pendidihan, proses
pencampuran dengan air dingin, atau
karena kombinasi ketiga proses tersebut.
Berdasarkan pada hasil analisis air
panas dan air dingin, Fluida panas yang
muncul pada mata air panas Kepanasan,
Gunung Sahilan dan Sungai Pinang
termasuk dalam tipe air bikarbonat dan
terletak pada zona immature waters
(Sungai Pinang) serta partial equilibrium
(Kepanasan dan Gunung Sahilan) yang
mengindikasikan adanya pengaruh air
meteorik atau air permukaan yang cukup
dominan. Hal ini terlihat dari konsentrasi
SiO2 dan Cl yang kecil.
Isotop
Data isotop diplot dengan
persamaan meteoric water line : δD = 8
δ18O + 14. Conto isotop air dingin di
kabupaten Kampar dan Kuantan Singingi
menghasilkan persamaan meteoric water
line, yaitu δD = 5,37 δ18O - 9,5. Hasil
analisis konsentrasi Isotop 18O dari
sampelair hangat Kepanasan dan Gunung
Sahilan, cenderung cukup signifikan
menjauhi meteoric water line, hal ini
mencerminkan bahwa mata air panas
tersebut berasal dari kedalaman (deep
water). Sementara itu, untuk Sungai
Pinang cenderung mendekati garis
meteorik lokal Kampar-Kuansing.
Kimia Tanah
Pada daerah Kepanasan,
konsentrasi Hg tanah pada umumnya
rendah, bervariasi mulai dari konsentrasi
29 ppb sampai dengan konsentrasi 390
ppb. Konsentrasi tertinggi berada di
sebelah timur dan utara mata air hangat
Kepanasan. Peta distribusi nilai Hg tanah
memperlihatkan anomali relatif tinggi >250
ppb yang terletak di sebelah timur dan
utara daerah penyelidikan. Nilai Hg <200
ppb tersebar merata di seluruh daerah
penyelidikan.
Pada daerah Gunung Sahilan,
konsentrasi Hg tanah pada umumnya
rendah, bervariasi mulai dari konsentrasi
34 ppb sampai dengan konsentrasi 173
ppb. Konsentrasi tertinggi berada di
sebelah barat mata air hangat Gunung
Sahilan, Peta distribusi nilai Hg tanah
memperlihatkan anomali relatif tinggi >130
ppb yang terletak di sebelah barat mata air
hangat Gunung Sahilan. Nilai Hg <130 ppb
tersebar merata diseluruh daerah
penyelidikan.
Pada daerah Sungai Pinang,
konsentrasi Hg tanah pada umumnya
rendah, bervariasi mulai dari konsentrasi
47 ppb sampai dengan konsentrasi 285
ppb. Konsentrasi tertinggi berada di
sebelah timur laut mata air hangat Sungai
Pinang.
Peta distribusi nilai Hg tanah
memperlihatkan anomali relatif tinggi >190
ppb yang terletak di sebelah timurlaut mata
air hangat Sungai Pinang. Nilai Hg <190
ppb tersebar merata di seluruh daerah
penyelidikan.
Perkiraan Temperatur Reservoir
Pendugaan temperatur reservoir
menggunakan geotermometer Na-K untuk
sistem panas bumi Kepanasan (138 oC)
dan Gunung Sahilan (90 oC), sementara
untuk sistem panas bumi Sungai Pinang
menggunakan Na-K-Ca (83 oC). Ketiga
daerah tersebut tergolong dalam low –
middle entalphy.
.
POTENSI ENERGI
Dengan asumsi temperatur
reservoir sebesar 138 oC, luas daerah
prospek 1 km2, dan daya per satuan luas
sebesar 10 MWe/km2, maka potensi panas
bumi daerah Kepanasan sebesar 10 MWe
pada kelas sumber daya spekulatif.
Sedangkan daerah panas bumi Gunung
Sahilan, dengan menggunakan asumsi
temperature reservoir sebesar 90 oC, luas
daerah prospek 1 km2 dan daya per satuan
luas sebesar 5 MWe/km2, diperkirakan
memiliki potensi panas bumi sebesar 5
MWe pada kelas sumber daya spekulatif.
Sementara itu, daerah panas bumi
Sungai Pinang dengan asumsi
temperaturreservoir sebesar 83 oC, luas
daerahprospek 1 km2 dan daya per satuan
luas sebesar 5 MWe/km2, potensi panas
buminya diperkirakan sekitar 5 MWe pada
kelas sumber daya spekulatif.
DISKUSI
Daerah penyelidikan merupakan
bagian dari Cekungan Sumatera Tengah,
di mana cekungan tersebut memiliki batuan
dasar yang mengandung batuan granit dan
ditutupi oleh pengendapan batuan sedimen
yang sangat tebal, sehingga diperkirakan
terdapat dua kemungkinan sistem panas
bumi yang terbentuk di daerah
penyelidikan, yaitu sistem radiogenik dan
sistem sirkulasi dalam (extention-driven).
Anderson dan Lund, 1979 menyebutkan
bahwa pembentukan sistem panas bumi
melalui mekanisme radiogenik terjadi
akibat adanya proses peluruhan alamiah
unsur radioaktif (thorium, potassium,
uranium) yang banyak ditemukan pada
batuan beku granitic untuk kemudian
memanaskan air meteoric yang masuk di
kedalaman.
Sedangkan pembentukan sistem
panas bumi sirkulasi dalam (extention-
driven), merupakan hasil dari sirkulasi
dalam air meteorik di sepanjang zona sesar
atau zona rekahan pada daerah yang
memiliki heat flow yang tinggi (Anderson &
Lund,1979). Pembentukan sistem ini
berasosiasi dengan aktivitas sesar di mana
panas yang ditimbulkan diperkirakan
berhubungan dengan peningkatan gradien
termal di kedalaman.
Berdasarkan pola common source
reservoir Cl/B dan jarak kelompok
manifestasi, daerah penyelidikan di
Kabupaten Kampar dan Kabupaten
Kuantan Singingi dapat dibagi menjadi tiga
sistem panas bumi, yaitu Kepanasan,
Gunung Sahilan, dan Sungai Pinang.
Ketiga daerah tersebut berada di
lingkungan back arc basin dan didominasi
oleh sedimen tersier.
Ketika pemunculannya menuju
permukaan, diperkirakan fluida panas
mengalami percampuran dengan air
permukaan yang cukup dominan. Hal itu
dapat dilihat dari hasil plot pada diagram
segitiga SO4-Cl-HCO3 yang menunjukkan
bahwa air hangat Kepanasan
bertemperatur paling tinggi (64,5oC),
bertipe air bikarbonat, berada pada zona
partial equilibrium pada diagram Na-K-Mg,
serta berada di zona Cl-B pada diagram Cl-
Li-B dengan konsentrasi SiO2 sangat
rendah (15 mg/L) dan konsentrasil Cl
cukup kecil sekitar 115 mg/L (namun
konsentrasi Cl tersebut paling tinggi
dibanding fluida sistem Gunung Sahilan
dan Sungai Pinang). Sementara itu, air
hangat Gunung Sahilan dan Sungai Pinang
bertipe bikarbonat, berada pada zona
partial equilibrium (Gunung Sahilan) dan
immature waters (Sungai Pinang) pada
diagram Na-K-Mg, konsentrasi SiO2 dan Cl
sangat rendah (konsentrasinya lebih kecil
daripada air panas Kepanasan).
Air panas Kepanasan menunjukkan
adanya pengkayaan isotop oksigen-18
(δ18O shifting) dengan pola yang lebih
signifikan yaitu relatif menjauhi garis
meteoric hasil plotting isotop Oksigen 18
dan Deuterium. Hal tersebut
mengindikasikan bahwa fluida Kepanasan
kemungkinan berasal dari deep water.
Berdasarkan pola isotop, daerah
Kepanasan kemungkinan telah terjadi
percampuran dengan fluida magmatik,
sebagaimana terindikasi dari kandungan F-
, Cl (meskipun sangat kecil), namun hal
tersebut tidak didukung oleh data geologi,
di mana daerah Kepanasan berada pada
back arc basin dan lingkungan sedimen
tersier serta tidak ditemukan jejak
magmatisme di sekitar penyelidikan.
Pendugaan temperatur reservoir
menggunakan geotermometer Na-K untuk
sistem panas bumi Kepanasan (138 oC)
dan Gunung Sahilan (90 oC), sementara
untuk sistem panas bumi Sungai Pinang
menggunakan Na-K-Ca (83 oC). Ketiga
lokasi manifestasi tersebut merupakan
upflow/batas margin upflow dengan
mempertimbangkan daerah low terrain,
tipe bikarbonat, dan host sedimented
system yang memungkinkan air meteorik
menyapu panas di kedalaman (heatsweep)
dan bersirkulasi dalam di sekitar struktur
yang mempunyai anomali heatflow.
KESIMPULAN
Sistem panas bumi daerah
Kepanasan, Gunung Sahilan dan Sungai
Pinang diperkirakan berkaitan dengan
pembentukan cekungan sedimen yang
berasosiasi dengan litologi sedimen dan
radiogenik (peluruhan unsur radioaktif).
Ketiga daerah tersebut tergolong dalam
low –middle entalphy. Daerah Gunung
Sahilan dan Sungai Pinang, masing-
masing mempunyai potensi panas bumi
sebesar 5 Mwe, sedangkan daerah
Kepanasan memiliki potensi panas bumi
sebesar 10 Mwe. Ketiga daerah tersebut
termasuk dalam klasifikasi sumber daya
spekulatif. Kemungkinan pemanfaatan
potensi panas bumi di ketiga daerah
tersebut, cukup baik untuk dikembangkan
secara langsung (direct use).
DAFTAR PUSTAKA
Anderson, Lund, 1979. Direct Utilization of Geothermal Energy : A Layman’s Guide.
Geothermal Resources Council. Special Report.
Badan Pusat Statistik Kabupaten Kampar, 2014. Kabupaten Kampar Dalam Angka. Badan
Pusat Statistik Kabupaten Kampar, Riau.
Badan Pusat Statistik Kabupaten Kuantan Singingi, 2013. Kabupaten Kuantan Singingi Dalam
Angka. Badan Pusat Statistik Kabupaten Kuantan Singingi, Riau.
Clarke, M.C.G, Kartawa,W., Djunuddin, A.,Suganda, E., Bagdja, M., 1983. Geologi Lembar
Pakanbaru, Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi, Bandung.
Daly, M.C., Hooper, B.G.D., dan Smith,D.G, 1987. Tertiary Plate Tectonics and Basin
Evolution in Indonesia. Proceedings of the Indonesian Petroleum Association, vol. 16,
hal. 399-428.
De Coster, G. L., 1974, The Geology of the Central and South Sumatra Basin, Proceedings
3rd Annual Convention IPA, Jakarta.
Eubank, R.T., Makki, A.C., 1981, Structural Geology of the Central Sumatra Back-arc Basin,
Indonesia, Proceedings of the Indonesian Petroleum Association, 10th Annual
Convention Proceeding.
Giggenbach, W.F., 1991. Chemical Techniques in Geothermal Exploration. In: D’Amore, F.
(coordinator), Application of geochemistry in geothermal reservoir development,
UNITAR/UNDP, Rome, 119-142.
Heidrick, T.L. dan Aulia, K. 1996. Regional Structural Geology: Chapter II. Petroleum Geology
of the Central Sumatera Basin. BKKA–Pertamina.
Kementerian Kehutanan, 2008, Peta Tata Guna Lahan, Jakarta.
Nicholson, Keith, 1993. Geothermal Fluids, Chemistry and Exploration Techniques, Springer
Verlag Inc. Rock,N.M.S, Aldiss, D.T, Aspden, J.A.,
Clarke,M.C.G, Kartawa,W., Djunuddin,A, Miswar, Thompson,S.J., Whandoyo, R., 1983.
Geologi Lembar Lubuksikaping, Pusat Penelitian dan Pengembangan
Geologi,Bandung.
Silitonga, P.H. dan Kastowo, 1995, Geologi Lembar Solok, Pusat Penelitian dan
Pengembangan Geologi,Bandung.
Standar Nasional SNI 13-6482-2000. Metode Estimasi Potensi Energi Panas Bumi. Badan
Standarisasi Nasional.
Sukhyar, R., Danar, A., 2010. Energi panas bumi di Indonesia: kebijakan pengembangan dan
keputusan investasi, Badan Geologi, Bandung.
Wohletz, K. and Heiken, G, 1992.Volcanology and Geothermal Energy: Berkeley, University
of California Press.
Van Zuidam, R. A.., 1985. Aerial Photo – Interpretation in Terrain Analysis and
Geomorphologic Mapping. Smith Publisher, The Hague, ITC.
Yarmanto, Aulia,1988. Seismic Expression of Wrench Tectonics in the Central Sumatra Basin,
Proceedings 17th IAGI Annual Convention, Jakarta.
Gambar 1. Lokasi Daerah Penyelidikan
Gambar 2. Peta Geologi Panas Bumi Daerah Kepanasan, Kabupaten Kampar, Provinsi Riau
Gambar 3. Peta Geologi Panas Bumi Daerah Gunung Sahilan, Kabupaten Kampar,
Provinsi Riau
Gambar 4. Peta Geologi Panas Bumi Daerah Sungai Pinang, Kabupaten Kuantan Singingi,
Provinsi Riau
Gambar 5. Diagram Segi Tiga Cl-SO4-HCO3
Gambar 6. Diagram Segi Tiga Na-K-Mg
Gambar 7.Grafik Isotop δ18O Terhadap δ2H (Deuterium)